This thesis presents a comparative analysis of torque control techniques where classical PI(D)s and PWM control methods based inner current controllers are implemented for electric motors. In these cases, sampling frequency of the controller is usually equal or twice the frequency of the triangular wave of PWM modulator and the switching frequency is fixed. If an improved bandwidth of the control loop is required, at least two options exist; use other controllers than PI or implement controller where the sampling frequency of the controller and the average switching frequency can differ. Therefore, other additional control methods should be analysed: Direct Torque Control (DTC) with hysteresis controllers and Model Predictive Torque Control (MPTC) with Finite States (FS-MPTC). Overall, this study is introduced with a literature review of these control strategies, highlighting their theoretical foundations and practical implementations. Furthermore, simulations in Simulink are utilised to validate theoretical findings, providing quantitative comparisons of the methods under various operating conditions for switching frequency analysis. Finally, the performance during steady state conditions is evaluated in terms of torque, flux and current ripple, and voltage switching pattern. Finally, an analysis of torque dynamic response is executed for the three methods. The results of this research aim to provide insights into the advantages and limitations of each method, assisting in the selection of an optimal torque control strategy for high-performance electrical drives. The study concludes with recommendations on the applicability of MPTC technique for electric drives and considerations about implementation feasibility of this method.

Esta tesis presenta un análisis comparativo de técnicas de control de par en motores eléctricos, enfocándose en controladores de corriente internos clásicos PI(D) y métodos PWM. La frecuencia de muestreo del controlador suele ser igual o el doble de la frecuencia de la onda triangular del modulador PWM, con una frecuencia de conmutación fija. Para mejorar el ancho de banda del sistema de control, se proponen dos opciones: utilizar controladores distintos a PI o implementar un controlador con frecuencias de muestreo y de conmutación que puedan diferir. Se analizan métodos adicionales como el Control Directo de Par (DTC) con controladores de histéresis y el Control de Par Predictivo por Modelo (MPTC) con Estados Finitos. El estudio comienza con una revisión de la literatura sobre estas estrategias, destacando sus bases teóricas e implementaciones prácticas. Se utilizan simulaciones en Simulink para validar los hallazgos teóricos, ofreciendo comparaciones cuantitativas bajo diferentes condiciones operativas. Se evalúa el rendimiento de los tres métodos en estado estacionario, considerando el par, el rizado del flujo, la corriente del estator y el patrón de conmutación de la tensión. También se realiza un análisis de la respuesta dinámica del par, ajustando las condiciones de funcionamiento y los parámetros de los métodos. Los resultados buscan ofrecer información sobre las ventajas y limitaciones de cada técnica, facilitando la elección de una estrategia óptima de control de par para accionamientos eléctricos de alto rendimiento. La investigación concluye con recomendaciones sobre la aplicabilidad del MPTC en estas aplicaciones y reflexiones sobre su viabilidad de implementación.

Tesi honek motor elektrikoen indar-paren kontrol tekniken azterketa konparatibo bat aurkezten du, PI(D) kontrolatzaile klasikoetan eta PWM metodoetan oinarrituz. Kontrolatzailearen lagin maiztasuna normalean modulador PWM-ren triangelu uhinaren frekuentzia berdina edo bikoitza izaten da, eta aldi berean, aldatze frekuentzia finkoa da. Kontrol sistemaren banda zabalera hobetzeko, bi aukera proposatzen dira: PI baino bestelako kontrolatzaileak erabiltzea edo lagin maiztasunaren eta aldatze maiztasunaren arteko desberdintasunak onartzen dituen kontrolatzaile bat ezartzea. DTC (Direct Torque Control) histerezis kontrolatzailekin eta MPTC (Model Predictive Torque Control) Estatuekin metodo osagarriak aztertzen dira. Ikertzeak estrategia hauen literatura azterketa batekin hasten da, oinarri teorikoak eta praktiken nabarmentzearekin. Simulink-en simulazioak erabiltzen dira aurkikuntza teorikoak balioztatzeko, funtzionamendu baldintza desberdinetan kuantitatiboki konparazioak eskainiz. Hirugarren metodoen errendimendua egoera estatsionarioan ebaluatzen da, indar-parea, fluxuaren irizpideak, estatorearen korrontea eta tentsioaren aldatze patroiak kontuan hartuz. Gainera, indar-parearekin erantzun dinamikoa aztertzen da, funtzionamendu baldintzak eta metodoen parametroak doitzeko. Emaitzek teknika bakoitzaren abantailak eta mugak ezagutzen laguntzea dute helburu, indar-parearen kontrol estrategiaren aukeraketa errazteko. Ikertzeak MPTC-ren aplikagarritasunari buruzko gomendioekin eta teknologia honen ezarpenaren bideragarritasunari buruzko gogoetarekin amaitzen du.